專利名稱：多路信道化濾波器組的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域中所通常采用的一種跳頻電子對抗技術，特別是一種多路信道化濾波器組。
背景技術：
當今無線領域中的諸多電子對抗技術中，跳頻電子對抗技術被廣泛應用于通信設備射頻前置端電子對抗跳頻信道。一般信道化濾波器組件采用開關二級管、電感、電容、電阻、濾波器等構成網絡，所述網絡中設置多路并聯連接的信道，從而實現信道化跳頻切換功能。這種網絡由于引入電抗成分，使得濾波器的輸入輸出阻抗與電路阻抗難以與電路匹配，這就造成了信道濾波器帶內波動變大、信道隔離度、帶外抑制降低等諸多問題。特別是當信道數目增多時，電路更加復雜，性能將變得更差。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種電路結構簡單，且帶外抑制度大、帶內波動小、信道頻帶變化范圍大，信道數目多、體積小、重量輕、跳頻切換快的多路信道化濾波器組。
為了解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是一種多路信道化濾波器組，由外殼和設置于外殼內的控制電路構成，其特征在于其控制電路包括數控開關控制網絡，所述數控開關控制網絡的信號輸入端輸入寬頻帶信號，其信號輸出端輸出跳頻信號，所述數控開關控制網絡中并聯設置有多路信道，且各個信道中均串聯一個信道濾波器，用于對輸入信道內的寬頻帶信號進行選頻濾波；所述信道控制電路用于輸出信道切換控制信號至數控開關控制網絡，從而通過數控開關的切換實現輸入的寬頻帶信號的跳頻切換。
所述數控開關控制網絡中的數控開關可以采用數控模擬開關。
所述信道濾波器可以采用聲表面波濾波器。
所述各路信道均可以由1個輸入數控模擬開關、1個聲表面波濾波器和1個輸出數控模擬開關構成，其中，輸入數控模擬開關的信號輸入端為本路信道的信號輸入端，它的一個信號輸出端連接聲表面波濾波器的信號輸入端，而聲表面波濾波器的信號輸出端則連接輸出數控模擬開關的信號輸入端，所述輸出數控模擬開關的信號輸出端為本路信道的信號輸出端。
所述信道可以分成若干組，所述數控開關控制網絡中對應于各組之間設置有多級輸入/輸出控制數控模擬開關，從而選通其中一組信道的信號輸入和輸出，其中，最高級的輸入控制數控模擬開關的信號輸入端輸入寬頻帶信號，最高級的輸出控制數控模擬開關的信號輸出端輸出跳頻信號，其余各級中，下一級的輸入控制數控模擬開關的信號輸入端分別連接與之對應的上一級輸入控制數控模擬開關的信號輸出端，下一級的輸出控制數控模擬開關的信號輸出端分別連接與之對應的上一級的輸出控制數控模擬開關的信號輸入端。
所述信道可以設置為32路，分為前16路和后16路兩組，且這兩組被設置于兩塊電路板上，所述數控開關控制網絡中對應設置的最高級的輸入/輸出控制數控模擬開關為十六路輸入控制數控模擬開關和十六路輸出控制數控模擬開關，分別用于選通這兩組中的一組的信號輸入和信號輸出，則這兩組的信號輸入端分別連接到十六路輸入控制數控模擬開關的兩個信號輸出端，它們的信號輸出端分別連接到十六路輸出控制數控模擬開關的兩個信號輸入端，所述十六路輸入控制數控模擬開關的信號輸入端輸入寬頻帶信號，所述十六路輸出控制數控模擬開關的信號輸出端輸出跳頻信號。
所述兩塊電路板中的任意一塊電路板上的16組信道均可以分為前8路和后8路兩組，所述該塊電路板上的數控開關控制網絡中設置的中級輸入/輸出控制數控模擬開關為1個八路輸入控制數控模擬開關和1個八路輸出控制數控模擬開關，分別用于選通本電路板上的前8路信道和后8路信道中的一組的輸入和輸出，則所述前8路信道和后8路信道的信號輸入端分別連接到八路輸入控制數控模擬開關的兩個信號輸出端，它們的信號輸出端分別連接到對應的八路輸出控制數控模擬開關的兩個信號輸入端，所述八路輸入控制數控模擬開關的信號輸入端為該16組信道的信號輸入端，所述八路輸出控制數控模擬開關的信號輸出端為該16組信道的信號輸出端。
所述兩塊電路板中的任意一塊電路板上的前8路信道和后8路信道均可以各自分成前4路和后4路兩組，該塊電路板上的數控開關控制網絡中對應設置的低級輸入/輸出控制數控模擬開關為2個四路輸入控制數控模擬開關和2個四路輸出控制數控模擬開關，分別用于選通該8路信道的前4路信道和后4路信道中的一組的輸入和輸出，則所述前4路信道和后4路信道的信號輸入端分別連接到與之對應的四路輸入控制數控模擬開關的兩個信號輸出端，它們的信號輸出端分別連接到與之對應的四路輸出控制數控模擬開關的兩個信號輸入端，所述四路輸入控制數控模擬開關的信號輸入端為對應的8路信道的信號輸入端，所述四路輸出控制數控模擬開關的信號輸出端為對應的8路信道的信號輸出端。
所述任意一塊電路板上的前4路或后4路信道中的4路信道可以為并聯連接，它們的信號輸入端連接在一起形成該組信道的信號輸入端，它們的信號輸出端連接在一起形成該組信道的信號輸出端，所述數控模擬開關可以采用型號為RSW-2-25P的數控單刀雙端模擬開關。
所述信道控制電路可以有兩組，分別設置于兩塊電路板上，且每組均由兩片型號分別為HC4514、HC4515的帶輸入鎖存的4-16譯碼器構成，其中，HC4515和HC4514的輸入端均輸入4位跳頻選擇信號(A0～A3)，經過4-16譯碼轉換，從而分別一一對應地輸出16位信道切換控制信號(D0～D15)、(Y0～Y15)至該塊電路板上的16組輸入數控模擬開關和輸出數控模擬開關的兩個控制端C1、C2，所述十六路輸入控制數控模擬開關和十六路輸出控制數控模擬開關的控制端均分別輸入跳頻選擇信號A4、N4，所述八路輸入控制數控模擬開關和八路輸出控制數控模擬開關的控制端均分別輸入跳頻選擇信號A3、N3，所述四路輸入控制數控模擬開關和四路輸出控制數控模擬開關的控制端均分別輸入跳頻選擇信號A2、N2。
在上述技術方案中，本發明由于采用RSW-2-25P型的高速、高隔離度的數控單刀雙端模擬開關作為通道的切換，構成數控開關控制網絡，保障了濾波器的電器性能。
而在設計的多路跳頻信道上，采用了聲表面波濾波器作為信道濾波器。采用聲表面波濾波器的原因在于它的優良性能，如單只器件，其性能如下頻率相對帶寬范圍可達工作頻率的1％～20％；帶外抑制＞50，級聯可達80dB以上；帶內波動＜1dB；插入損耗＜18dB；矩形系數Δf40/Δf3Db＝1.1～2.5；另外，因為它體積小、重量輕、可靠性高，這就為多路信道化濾波器組設計奠定了基礎。
同時，由于電路采用了樹狀結構設計。當信道數量增加時，可將電路分布參數對信道性能的影響降到最低，易于實現阻抗匹配。
信道控制電路采用了跳頻快、電路簡單的數字譯碼電路。
為提高信道間的隔離度和抗干擾能力，電路板分前16路、后16路兩塊四層印制版。在結構上采用上下兩層、分別隔離的積木盒設計。高頻信號的輸入、輸出用半鋼性電纜與SMA插座和印制版電路連接，以降低傳輸損耗和防止高頻信號輻射。
由于采用上述技術方案，使本發明所提供的多路信道化濾波器組的主要技術性能如下信道數目32個頻率范圍250MHz～400MHz；信道帶寬24±3MHz；帶內波動≤1dB；帶外抑制＞40dB；插入損耗＜23dB。
綜上所述，本發明相對現有技術，提供了一種與時代同步的全新設計理論，具有帶外抑制度大、帶內波動小、信道頻帶變化范圍大，信道數目多、體積小、重量輕、跳頻切換快且電路結構簡單明等特點。
附圖1為本發明多路信道化濾波器組的主視圖；附圖2為本發明多路信道化濾波器組的仰視圖；附圖3為本發明多路信道化濾波器組的控制電路的數控開關控制網絡的原理圖；附圖4為本發明多路信道化濾波器組一種較佳實施例的電路原理圖a；附圖5為本發明多路信道化濾波器組一種較佳實施例的電路原理圖b；附圖6為本發明多路信道化濾波器組一種較佳實施例的電路原理圖c；附圖7為本發明多路信道化濾波器組一種較佳實施例的電路原理圖d；具體實施方式
下面將結合說明書附圖及具體實施例對本發明多路信道化濾波器組作進一步詳細說明。
參考附圖1、2，本發明多路信道化濾波器組由外殼1和設置于外殼1內的控制電路構成。
所述外殼1上設置有寬頻帶信號的輸入端2、跳頻信號輸出端3和跳頻選擇信號輸入端4。且高頻信號的輸入端2、輸出端3均用半鋼性電纜與SMA插座和印制版電路連接，以降低傳輸損耗和防止高頻信號輻射。
所述控制電路包括數控開關控制網絡和信道控制電路。
所述信道分成若干組，所述數控開關控制網絡中對應于各組之間設置有多級輸入/輸出控制數控模擬開關，從而選通其中一組信道的信號輸入和輸出，其中，最高級的輸入控制數控模擬開關的信號輸入端輸入寬頻帶信號，最高級的輸出控制數控模擬開關的信號輸出端輸出跳頻信號，其余各級中，下一級的輸入控制數控模擬開關的信號輸入端分別連接與之對應的上一級輸入控制數控模擬開關的信號輸出端，下一級的輸出控制數控模擬開關的信號輸出端分別連接與之對應的上一級的輸出控制數控模擬開關的信號輸入端。
所述信道控制電路用于輸出信道切換控制信號至數控開關控制網絡，從而通過數控開關的切換實現輸入的寬頻帶信號的跳頻切換。
所述信道濾波器采用聲表面波濾波器。
所述數控開關控制網絡中的數控開關采用數控單刀雙端模擬開關。
附圖3所示為本發明的一種較佳實施例的控制電路的前16路信道的數控開關控制網絡的原理圖。
由圖可知，所述信道設置有32路，其中每路信道均由有1個輸入數控模擬開關8、1個輸出數控模擬開關10和1個聲表面波濾波器9連接而成，且其中輸入數控模擬開關8的信號輸出端連接聲表面波濾波器9的信號輸入端，而聲表面波濾波器9的信號輸出端則連接輸出數控模擬開關10的信號輸入端。
所述數控開關控制網絡中的輸入/輸出數控模擬開關分為3級，其中，最高級中設置有1個十六路輸出控制數控模擬開關5、1個十六路輸出數控模擬開關13，中級中設置有2個八路輸入數控模擬開關6、2個八路輸出數控模擬開關12，低級中設置有4個四路輸入數控模擬開關7、4個四路輸出數控模擬開關11。從而通過這些數控模擬開關將32路信道分為前16路和后16路兩組，進一步又分前8路和后8路共4組，再進一步細分為前4路和后4路共8組。從而本發明的控制電路構成樹狀結構。電路既簡單明了，且當信道數量增加時，可將電路分布參數對信道性能的影響降到最低，易于實現阻抗匹配。
附圖4～附圖7給出本較佳實施例的詳細電路原理圖。
其中，數控模擬開關采用國外mini-circuits公司生產的RSW-2-25P的高速、高隔離度的數控單刀雙端模擬開關。
所述信道控制電路有兩組，分別設置于兩塊電路板上，且每組均由兩片型號分別為HC4514、HC4515的帶輸入鎖存的4-16譯碼器構成，其中，HC4515和HC4514的輸入端均通過跳頻選擇信號輸入端4輸入跳頻選擇信號(A0～A3)和(N2～N4)，經過4-16譯碼轉換，從而分別一一對應地輸出16位信道切換控制信號(D0～D15)、(Y0～Y15)至該塊電路板上的16組輸入數控模擬開關和輸出數控模擬開關的兩個控制端。
本實施例中，所述32路信道分為前16路和后16路兩組，且這兩組被設置于兩塊電路板上。圖4、圖5為一塊電路板上電路原理圖，圖6、圖7為另一塊電路板上電路原理圖。
所述十六路輸入控制數控模擬開關RSW39和十六路輸出控制數控模擬開關RSW40設置于第二塊電路板上(見圖7)，分別用于選通前16路和后16路兩組信道中的一組的輸入和輸出。
所述兩塊電路板中的任意一塊電路板上的16組信道均分為前8路和后8路兩組，所述該塊電路板上的數控開關控制網絡中設置有1個八路輸入控制數控模擬開關(即圖5上的RSW37或圖7上的RSW37)和1個八路輸出控制數控模擬開關(即圖5上的RSW38或圖7上的RSW38)，分別用于選通該塊電路板上的前8路信道和后8路信道中的一組的輸入和輸出。
所述兩塊電路板中的任意一塊電路板上的前8路信道和后8路信道均各自分成前4路和后4路兩組，該塊電路板上的數控開關控制網絡中對應設置有2個四路輸入控制數控模擬開關(即圖4上的RSW33和圖5上的RSW34，或圖6上的RSW33和圖7上的RSW34)和2個四路輸出控制數控模擬開關(即圖4上的RSW35和圖5上的RSW36，或圖6上的RSW35和圖7上的RSW36)，分別用于選通與之對應的8路信道的前4路信道和后4路信道中的一組的輸入和輸出。
由于本發明的電路采用樹狀對稱結構，因此下面將結合其中一組的連接關系詳細描述其工作原理。
參考附圖7，所述十六路輸入控制數控模擬開關RSW39的信號輸入端IN通過寬頻帶信號輸入端2輸入寬頻帶信號，其信號輸出端OUT1通過濾波電容C112連接本塊電路板上的八路輸入控制數控模擬開關RSW37的信號輸入端IN，其信號輸出端OUT2通過濾波電容C78連接第一塊電路板上的八路輸入控制數控模擬開關RSW37的信號輸入端IN(見圖5)，其控制端C1、C2分別輸入跳頻選擇信號A4、N4，從而控制它的兩個信號輸出端的選通。如選通OUT1，則寬頻帶信號輸入到該塊電路板上的八路輸入控制數控模擬開關RSW37的信號輸入端IN。而此RSW37的信號輸出端OUT1通過濾波電容C113連接本塊電路板上的一個四路輸入控制數控模擬開關RSW33的輸入端IN(見圖6)，其信號輸出端OUT2通過濾波電容C1連接本塊電路板上的另一個四路輸入控制數控模擬開關RSW34的輸入端IN，其控制端C1、C2分別輸入跳頻選擇信號A3、N3，從而控制使寬頻帶信號輸出到其中一個四路輸入控制數控模擬開關上。如果OUT1被選通，則，寬頻帶信號接入本塊電路板上的RSW33的IN腳。由于RSW33的兩個輸出端OUT1、OUT2分別連接前4組信道和后4組信道的輸入端，因此，在跳頻選擇信號A2、N2的控制下，選通前4組和后4組中的一組。
如果寬頻帶信號被輸入前4組信道，見圖6，則由于這4組信道的控制端C1分別連接信道控制電路輸出的信道切換控制信號Y0～Y3，它們的另一個控制端C2分別連接信道控制電路輸出的信道切換控制信號D0～D3。同時，每組信道的連接關系為輸入數控模擬開關的OUT1端連接RSW33的OUT1端，它的OUT2端通過電容接地，它的IN端接入聲表面波濾波器的VIN端，而聲表面波濾波器的OUT端連接輸出數控模擬開關的IN端，輸出數控模擬開關的OUT1端連接四路輸出控制數控模擬開關RSW35的OUT2端，其OUT2端通過電容接地。因此可以通過信道控制電路使這4組信道中只有一組信道的輸入數控模擬開關和輸出數控模擬開關同時選通，從而實現寬頻帶信號的跳頻濾波，并輸出跳頻信號至四路輸出控制數控模擬開關RSW35。
所述四路輸出控制數控模擬開關RSW35的C2端接信號A2，C1端接信號N2，OUT1端接后4組信道的信號輸出端，IN端接八路輸出控制數控模擬開關RSW38的OUT2端；而RSW38的C2端接信號A3，C1端接信號N3，OUT1端接RSW36的IN端，其IN端接十六路輸出控制數控模擬開關RSW40的OUT1端；而十六路輸出控制數控模擬開關RSW40的C2端接N4，C1端接A4，OUT2端接第一塊電路板上的八路輸出控制數控模擬開關RSW35的IN端(見圖6)，其IN端則作為信號輸出端通過跳頻信號輸出端3輸出跳頻信號。
由以上連接關系可以看出，由于用于輸出控制的數控模擬開關的連接結構與用于輸入控制的數控模擬開關的連接結構呈方向對稱關系，因此，在一路用于輸入控制的數控模擬開關選通輸出的時候，與之對應的一路用于輸出控制的數控模擬開關也選通輸出，從而實現了輸入的寬頻帶信號在信道控制電路的控制下，在32個信道內進行快速的跳頻濾波。
另外所述信道的數目還可以根據本發明所提供的設計思路進行調整，從而獲得8路、16路或64路等多路信道。
權利要求
1.一種多路信道化濾波器組，由外殼和設置于外殼內的控制電路構成，其特征在于其控制電路包括數控開關控制網絡和信道控制電路，所述數控開關控制網絡的信號輸入端輸入寬頻帶信號，其信號輸出端輸出跳頻信號，所述數控開關控制網絡中并聯設置有多路信道，且各個信道中均串聯一個信道濾波器，用于對輸入信道內的寬頻帶信號進行選頻濾波；所述信道控制電路用于輸出信道切換控制信號至數控開關控制網絡，從而通過數控開關的切換實現輸入的寬頻帶信號的跳頻切換。
2.如權利要求1所述多路信道化濾波器組，其特征在于所述數控開關控制網絡中的數控開關采用數控模擬開關。
3.如權利要求1或2所述多路信道化濾波器組，其特征在于所述信道濾波器采用聲表面波濾波器。
4.如權利要求3所述多路信道化濾波器組，其特征在于所述各路信道均由1個輸入數控模擬開關、1個聲表面波濾波器和1個輸出數控模擬開關構成，其中，輸入數控模擬開關的信號輸入端為本路信道的信號輸入端，它的一個信號輸出端連接聲表面波濾波器的信號輸入端，而聲表面波濾波器的信號輸出端則連接輸出數控模擬開關的信號輸入端，所述輸出數控模擬開關的信號輸出端為本路信道的信號輸出端。
5.如權利要求4所述多路信道化濾波器組，其特征在于所述信道分成若干組，所述數控開關控制網絡中對應于各組之間設置有多級輸入/輸出控制數控模擬開關，從而選通其中一組信道的信號輸入和輸出，其中，最高級的輸入控制數控模擬開關的信號輸入端輸入寬頻帶信號，最高級的輸出控制數控模擬開關的信號輸出端輸出跳頻信號，其余各級中，下一級的輸入控制數控模擬開關的信號輸入端分別連接與之對應的上一級輸入控制數控模擬開關的信號輸出端，下一級的輸出控制數控模擬開關的信號輸出端分別連接與之對應的上一級的輸出控制數控模擬開關的信號輸入端。
6.如權利要求5所述多路信道化濾波器組，其特征在于所述信道設置有32路，分為前16路和后16路兩組，且這兩組被設置于兩塊電路板上，所述數控開關控制網絡中對應設置的最高級的輸入/輸出控制數控模擬開關為十六路輸入控制數控模擬開關和十六路輸出控制數控模擬開關，分別用于選通這兩組中的一組的信號輸入和信號輸出，則這兩組的信號輸入端分別連接到十六路輸入控制數控模擬開關的兩個信號輸出端，它們的信號輸出端分別連接到十六路輸出控制數控模擬開關的兩個信號輸入端，所述十六路輸入控制數控模擬開關的信號輸入端輸入寬頻帶信號，所述十六路輸出控制數控模擬開關的信號輸出端輸出跳頻信號。
7.如權利要求6所述多路信道化濾波器組，其特征在于所述兩塊電路板中的任意一塊電路板上的16組信道均分為前8路和后8路兩組，所述該塊電路板上的數控開關控制網絡中設置的中級輸入/輸出控制數控模擬開關為1個八路輸入控制數控模擬開關和1個八路輸出控制數控模擬開關，分別用于選通本電路板上的前8路信道和后8路信道中的一組的輸入和輸出，則所述前8路信道和后8路信道的信號輸入端分別連接到八路輸入控制數控模擬開關的兩個信號輸出端，它們的信號輸出端分別連接到對應的八路輸出控制數控模擬開關的兩個信號輸入端，所述八路輸入控制數控模擬開關的信號輸入端為該16組信道的信號輸入端，所述八路輸出控制數控模擬開關的信號輸出端為該16組信道的信號輸出端。
8.如權利要求7所述多路信道化濾波器組，其特征在于所述兩塊電路板中的任意一塊電路板上的前8路信道和后8路信道均各自分成前4路和后4路兩組，該塊電路板上的數控開關控制網絡中對應設置的低級輸入/輸出控制數控模擬開關為2個四路輸入控制數控模擬開關和2個四路輸出控制數控模擬開關，分別用于選通該8路信道的前4路信道和后4路信道中的一組的輸入和輸出，則所述前4路信道和后4路信道的信號輸入端分別連接到與之對應的四路輸入控制數控模擬開關的兩個信號輸出端，它們的信號輸出端分別連接到與之對應的四路輸出控制數控模擬開關的兩個信號輸入端，所述四路輸入控制數控模擬開關的信號輸入端為對應的8路信道的信號輸入端，所述四路輸出控制數控模擬開關的信號輸出端為對應的8路信道的信號輸出端。
9.如權利要求8所述多路信道化濾波器組，其特征在于所述任意一塊電路板上的前4路或后4路信道中的4路信道為并聯連接，它們的信號輸入端連接在一起形成該組信道的信號輸入端，它們的信號輸出端連接在一起形成該組信道的信號輸出端，所述數控模擬開關采用型號為RSW-2-25P的數控單刀雙端模擬開關。
10.如權利要求8所述多路信道化濾波器組，其特征在于所述信道控制電路有兩組，分別設置于兩塊電路板上，且每組均由兩片型號分別為HC4514、HC4515的帶輸入鎖存的4-16譯碼器構成，其中，HC4515和HC4514的輸入端均輸入4位跳頻選擇信號(A0～A3)，經過4-16譯碼轉換，從而分別一一對應地輸出16位信道切換控制信號(D0～D15)、(Y0～Y15)至該塊電路板上的16組輸入數控模擬開關和輸出數控模擬開關的兩個控制端(C1)、(C2)，所述十六路輸入控制數控模擬開關和十六路輸出控制數控模擬開關的控制端均分別輸入跳頻選擇信號(A4)、(N4)，所述八路輸入控制數控模擬開關和八路輸出控制數控模擬開關的控制端均分別輸入跳頻選擇信號(A3)、(N3)，所述四路輸入控制數控模擬開關和四路輸出控制數控模擬開關的控制端均分別輸入跳頻選擇信號(A2)、(N2)。
全文摘要
本發明公開了一種多路信道化濾波器組，由外殼和設置于外殼內的控制電路構成，其控制電路包括數控開關控制網絡和信道控制電路，所述數控開關控制網絡采用數控單刀雙端模擬開關構成，其信號輸入端輸入寬頻帶信號，其信號輸出端輸出跳頻信號，其中并聯設置有多路信道，且各個信道中均串聯一個信道濾波器，所述信道濾波器采用聲表面波濾波器，用于對輸入信道內的寬頻帶信號進行濾波；所述信道控制電路用于輸出信道切換控制信號至數控開關控制網絡，從而通過數控模擬開關的切換實現寬頻帶信號的跳頻切換。本發明相對現有技術，具有帶外抑制度大、帶內波動小、信道頻帶變化范圍大，信道數目多、體積小、重量輕、跳頻切換快且電路結構簡單等特點。
文檔編號H04B1/69GK1561008SQ20041000650
公開日2005年1月5日 申請日期2004年3月4日 優先權日2004年3月4日
發明者黃歆, 李繼良, 王德平, 黃 歆 申請人:北京中科飛鴻科技有限公司